[发明专利]输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法

说明书

本发明提供一种输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，通过计算预测状态下导线弧垂点和树木之间的净空距离，与输电线路设计规范规定的导线和树木之间的最小电气安全距离进行对比，对输电线路的安全性进行监控，通过本发明，完善了无人机输电线路通道巡检技术，解决了无人机巡检周期内输电线路通道管理失控状态；同时解决了导线和树木之间动态安全距离常规预测的不足，通过引入基于导线温度的弧垂悬链模型和树木季节生长变化趋势联动效应，提高了预测的精确性，增强了输电线路运行安全可靠性。

技术领域

本发明涉及电气安全技术领域，具体涉及一种输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法。

背景技术

输电线路通道无人机巡检技术在电网应用取得了一定的成果，但仅限于通道三维建模和障碍物与导线之间的测距，由于运维成本、航空管制、天气等原因，无人机通道巡检2-3次/年。由于环境温度、线路输送的负荷、树木生长变化等诸多因素，在无人机巡检周期内，输电线路通道管理处于失控状态。随着输电线路巡检以“无人机巡视为主，人工巡视为辅”的趋势发展，安全运行风险较大。

发明内容

本发明的目的，针对现有及技术的上述缺陷，提出一种输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种输电线路导线和树木间的电气安全距离动态预测方法，包括步骤：

获取输电线路导线的自重比载与档距，根据观测输电线路导线的实际垂弧及自重比载，计算输电线路导线观测垂弧的应力；

计算不同温度下的输电线路导线的预测应力，基于预测应力计算不同温度情况下输电线路导线上任意点的垂弧，并将不同温度情况下输电线路导线上任意点的垂弧与观测得到输电线路导线的实际垂弧之差作为输电线路导线的弧垂高差；

根据无人机获取数据并进行输电线路通道的三维建模，基于输电线路导线弧垂悬链基础模型，获取导线温度变化之后三维模型中对应树木的空间位置，计算基于导线温度变化和树木生长状态下的导线弧垂点与树木之间的净空距离，并判断净空距离是否大于输电线路设计规范规定的导线和树木之间的最小电气安全距离。

根据以上方案，输电线路导线的自重比载与档距从工程资料中获取，在工程资料不全时，通过公式(1)计算得到；

其中，q为导、地线的单位长度质量，单位为kg/km；A为导、地线的截面，单位为mm²；g为重力加速度，g＝9.80665，单位为m/s²。

根据以上方案，导线观测弧垂的应力计算公式为公式(2)：

其中，r为输电线路导线的自重比载，单位为MPa/m；f₁为观测的输电线路导线弧垂，单位为m；σ₁为观测时求出的观测档所在耐张段的代表档距的代表应力，单位为MPa；l为档距，单位为m；l_x为测量点距离小号侧的水平距离，单位为m；β为高差角，单位为°。

根据以上方案，不同温度下的导线预测应力如公式(3)所示：

公式中的E为导线弹性系数，α为温度膨胀系数，根据导线型号查出，r与l就是上述公式的比载与档距，t₁与t₂分别为导线高温的温度与测量弧垂时的温度，通过此公式计算出高温应力。

根据以上方案，不同温度情况下导线任一点弧垂计算如公式(4)所示：

温度变化之后，则输电线路导线的弧垂高差为f＝f₂-f₁。